探究高中物理迷思概念的成因和轉(zhuǎn)化策略

羅章萍

摘 ? 要：教學(xué)中學(xué)生學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生迷思概念的原因有生活經(jīng)驗的負(fù)效應(yīng)、思維定勢的干擾、概念理解的不重視、教材知識的認(rèn)知局限，探究轉(zhuǎn)化迷思概念的策略有創(chuàng)設(shè)問題情境、發(fā)揮實驗教學(xué)優(yōu)勢、加強(qiáng)理解教學(xué)、優(yōu)化教學(xué)方式等，以幫助學(xué)生建立正確的物理概念。

關(guān)鍵詞：迷思概念；物理教學(xué)；轉(zhuǎn)化策略

學(xué)生的生活經(jīng)驗和初中學(xué)習(xí)得到的物理知識，是學(xué)生學(xué)習(xí)高中物理知識的基準(zhǔn)點(diǎn)。但是有時已有的認(rèn)知和經(jīng)驗與科學(xué)概念之間會產(chǎn)生沖突，稱之為迷思概念。迷思概念普遍存在日常學(xué)習(xí)中，長時間發(fā)展會影響學(xué)生學(xué)習(xí)新的概念，是學(xué)習(xí)路上的“絆腳石”。筆者結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗來分析迷思概念的成因，并剖析了迷思概念的轉(zhuǎn)化策略。

1 ?迷思概念的成因和對學(xué)生影響的分析

迷思概念的大范圍研究是在20世紀(jì)70年代中期，直到現(xiàn)在仍然是教學(xué)研究的熱點(diǎn)。迷思概念是學(xué)生學(xué)習(xí)中，受生活環(huán)境、學(xué)習(xí)環(huán)境等影響，進(jìn)而存在對物理概念的個人理解與正確的科學(xué)規(guī)律有著或多或少的偏差現(xiàn)象，在解決實際問題的時候，出現(xiàn)辨析錯誤或者新舊知識混淆的情況。高中物理的學(xué)習(xí)中，學(xué)生出現(xiàn)迷思概念有以下幾個方面的原因：

1.1 ?生活經(jīng)驗的負(fù)效應(yīng)

人的生活體驗總是先于學(xué)習(xí)生活，分析問題時很容易把生活中自己已有的直接經(jīng)驗，帶到建構(gòu)的過程中。在學(xué)習(xí)之前，人們對于碰到的事物總是通過自主建構(gòu)，利用主觀去分析和認(rèn)識事物，并非建立在科學(xué)建構(gòu)的基礎(chǔ)上應(yīng)用科學(xué)知識去分析，不可避免地會帶來錯誤的認(rèn)知。比如學(xué)生對于拔河比賽中的問題，認(rèn)為獲勝的一方對繩子的拉力一定大于對方對繩子的拉力，才會贏得比賽，這是主觀認(rèn)知，并沒有用相互作用力的原理分析帶來的錯誤結(jié)果。再比如生活中手握瓶子的例子，為了防止瓶子掉落，總會不自覺地用力握緊瓶子（仍然靜止），假如沒有用受力平衡的原理進(jìn)行分析，會理所當(dāng)然地認(rèn)為握緊瓶子是增大了手對瓶子的靜摩擦力。很多生活現(xiàn)象如樹上的蘋果比樹葉下落得快，就會覺得重的物體比輕的物體下落得快；用手推下物體，物體開始運(yùn)動，就覺得有力物體才能運(yùn)動等等，都可以符合生活常識，但都不是科學(xué)的認(rèn)知?？梢姏]有加以科學(xué)分析，憑借生活常識來建立新概念，必然導(dǎo)致概念的錯誤認(rèn)知。

1.2 ?思維定勢的干擾

人們在頻繁遇到相同的事件時，往往會出現(xiàn)心理內(nèi)部思維活動的定勢，總感覺事物本身就是這樣而不會去探究。思維定勢是學(xué)習(xí)過程遇到問題情境時會出現(xiàn)頭腦思維活動的定向性。固定的思維模式讓學(xué)生陷入舊的思維框架，無法判斷問題的不同點(diǎn)，干擾學(xué)生建立新的正確概念。比如在初中物理學(xué)習(xí)中，滑動摩擦力的問題經(jīng)常出現(xiàn)的運(yùn)動過程就是水平地面上的物體在水平拉力作用下的運(yùn)動，此時地面對物體的彈力等于物體的重力，在進(jìn)入高中學(xué)習(xí)后學(xué)生對于滑動摩擦力的求解問題上就很容易出現(xiàn)這樣的錯誤，默認(rèn)了物體受到的彈力就等于物體的重力。這些片面的認(rèn)識，以偏概全，就形成了迷思概念。

1.3 ?概念理解的不重視

對于物理概念的學(xué)習(xí)，大部分學(xué)生停留在字面上的記憶，好像概念只要記住即可，忽略了應(yīng)該先理解再記憶，也只有理解了才能更好地記憶和應(yīng)用。物理中很多概念相對于生活中自以為理所應(yīng)當(dāng)?shù)摹俺ＷR”有差異，學(xué)生的思維、理解再加以轉(zhuǎn)換的能力不夠全面，無法共鳴。有的學(xué)生聽講過程只聽得只言片語、斷章取義，導(dǎo)致概念理解不全面。大部分學(xué)生更傾向于直接記住一些概括好的規(guī)律和公式，再多做幾道題，從而達(dá)到概念知識的強(qiáng)化，不注重對概念的理解推敲。這樣輕概念理解，不去更深層次地思考，盲目操練題目，可能導(dǎo)致在錯誤理解的道路上越行越遠(yuǎn)。在問題日益堆積繁重后，再來解決問題改變認(rèn)知的難度就不言而喻了。

1.4 教材知識的認(rèn)知局限

1.4.1 ?漢語文字的迷思

人們對于某一事物現(xiàn)象的描述，常常用生動形象的語言來概括并形成了文字?jǐn)⑹?，但有時詞不達(dá)意，又沒有加以說明解釋，造成了學(xué)習(xí)者對科學(xué)概念的理解偏差，這就是所說的文字迷思。它是由漢語語系中的詞匯帶來的影響，一方面是文字對所描述的物理現(xiàn)象概括得不夠透徹，從而產(chǎn)生了字面上的理解偏差；另一方面是學(xué)生身心發(fā)展的局限性和頭腦中對詞匯的認(rèn)知的片面性，從而產(chǎn)生了錯誤理解。這些很容易讓學(xué)生將概念理解成文字表面的意思。比如在學(xué)習(xí)“勻加速運(yùn)動”這一概念時，學(xué)生會認(rèn)為是加速度均勻增大的運(yùn)動，而實際上是加速度不變的運(yùn)動，是速度而非加速度在增加。還有“平均速度”的概念，字面上的含義會理解成兩個時刻瞬時速度的平均值，而沒有理解概念本身的含義是指位移和所用時間的比值。

1.4.2 ?物理符號的一詞多義

物理量對應(yīng)的符號絕大多數(shù)是物理量英文首字母，因此出現(xiàn)一些不同物理量的物理符號相同。比如用相同符號的物理量有重力G和引力常量G，電源電動勢E和電場強(qiáng)度E等。不同的物理量有相同的物理符號，對于物理學(xué)習(xí)會帶來很大的誤區(qū)。解題過程中有些學(xué)生應(yīng)用已知條件時誤用了相同符號的其他物理量，有些學(xué)生在代入數(shù)據(jù)運(yùn)算時錯用了相同符號物理量的數(shù)據(jù)。除了物理量的一詞多義帶來的困惑，還有物理量的正負(fù)號帶來的問題。物理中物理量的正負(fù)號在不同的物理量上的含義不同，比如矢量上的負(fù)號表示方向，標(biāo)量上表示大小，功的問題上表示做功的效果。這些對教材知識的認(rèn)知局限也是迷思概念形成的一大原因。

2 ?高中物理迷思概念的轉(zhuǎn)化策略

迷思概念在高中物理學(xué)習(xí)過程中，通常具有普遍群體性和難以轉(zhuǎn)變的特征。學(xué)生已形成的迷思概念并不會隨著新的概念的學(xué)習(xí)而自動摒棄，行之有效的策略是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中出現(xiàn)認(rèn)知沖突，借機(jī)轉(zhuǎn)變已有的迷思概念。[ 1 ]為了更好地轉(zhuǎn)變迷思概念，筆者在高中物理教學(xué)中，采用以下教學(xué)策略：

2.1 ?創(chuàng)設(shè)問題情境，轉(zhuǎn)變生活經(jīng)驗的負(fù)效應(yīng)

創(chuàng)設(shè)問題情境，制造機(jī)會讓學(xué)生暴露原有概念，出現(xiàn)無法解決的問題時，才會意識到原有的概念并非物理現(xiàn)象的最終規(guī)律。在產(chǎn)生了“不協(xié)調(diào)”后再通過分析、比較、運(yùn)用等系列思維活動，對原有的迷思概念做出改造。課堂中，教師可以尋找學(xué)生的迷思概念，針對問題，專門設(shè)計相應(yīng)的典型題目，讓學(xué)生在答題過程中，出現(xiàn)了認(rèn)知沖突，這樣來刺激學(xué)生正面直視暴露的迷思概念和進(jìn)行反思，進(jìn)而尋求不同方式和突破口來延伸拓展知識，通過正面分析思考達(dá)到解決問題的目的，就會加深對迷思概念的正確理解。學(xué)生已有的迷思概念很大程度來自生活具體環(huán)境中，教師有意識地在課堂上展示現(xiàn)實生活中想類似的情境，讓學(xué)生從熟悉的生活經(jīng)歷出發(fā)，更容易找出自身的迷思概念。比如傳授摩擦力知識時可以設(shè)置生活中的物理情境，人走路時，在不打滑的情況下，腳底受到的摩擦力的方向如何？學(xué)生很容易想到摩擦力方向與人走動方向相反，正確結(jié)果是與走動方向相同。像這樣出現(xiàn)跟實際認(rèn)知的問題產(chǎn)生沖突，更能激發(fā)轉(zhuǎn)變錯誤概念的興趣。從而使學(xué)生的迷思概念被輕松轉(zhuǎn)變，并會記憶深刻。

2.2 ?發(fā)揮實驗教學(xué)優(yōu)勢，消除思維定勢的干擾

中國的考試制度讓很多學(xué)生成為解題高手，但動手能力差。這是中國教育制度的弊端之一，忽視了學(xué)生動手實踐的重要性。師生中普遍存在“做實驗"不如“講實驗”、為尋求多快而減少動手的教學(xué)理念，讓學(xué)生養(yǎng)成了對概念死記硬背的學(xué)習(xí)模式，這種學(xué)習(xí)模式讓學(xué)生無法真正理解概念的內(nèi)涵從而引發(fā)迷思。其實，學(xué)生愿意投入多做實驗，教師結(jié)合學(xué)生思維多演示實驗，特別是可以融會貫通的探究性實驗，能夠激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性。實驗中，學(xué)生可以切身體驗物理規(guī)律，通過實踐而獲取的理論知識是最具說服力的。比起教師的諄諄教導(dǎo)，學(xué)生更加相信通過動手實驗驗證出來的規(guī)律，也必然理解得更深刻。比如求解靜摩擦力和滑動摩擦力大小的問題，這是物理中經(jīng)常出現(xiàn)的重難點(diǎn)，問題比較抽象，可以設(shè)置這樣的實驗，利用彈簧測力計水平拉地面上的物體，在物體靜止和運(yùn)動過程中觀察彈簧測力計的讀數(shù)改變的情況，直接獲取靜摩擦力和滑動摩擦力的大小改變的情況，進(jìn)一步分析影響摩擦力大小的因素。再設(shè)置彈簧測力計拉斜面上的物體，比較斜面上的物體受到的彈力是否與水平面上一樣等于物體的重力。這樣，讓學(xué)生在內(nèi)化物理概念的建構(gòu)過程中，求真務(wù)實地體驗從實驗的具體情境到對于物理規(guī)律的認(rèn)知，從而糾正思維定勢帶來的錯誤理解。

2.3 ?加強(qiáng)理解教學(xué)，提升概念理解的重要性

概念是對事物的共同特征總結(jié)歸納出來的，概念的教學(xué)是學(xué)科教學(xué)的基礎(chǔ)，改造學(xué)生已有的概念，通過教學(xué)提高對概念的理解。學(xué)習(xí)物理概念若一味地死記硬背，而沒有深入理解，不分析起因后果，只會生搬硬套在物理學(xué)習(xí)中一定行不通的[ 2 ]。概念本身可拓展很多內(nèi)容，并非死記硬背的知識，沒有知其所以然，沒有全面的理解，會導(dǎo)致迷思概念越來越深。只有深入剖析概念的本質(zhì)，才能從根本上轉(zhuǎn)變迷思概念，使解題更為直接有效。比如確定滑動摩擦力的方向問題上，不能僅從字面上去記住滑動摩擦力方向與物體間的相對運(yùn)動方向相反，更需要重視的是理解好“什么樣的運(yùn)動是相對運(yùn)動”類似的難點(diǎn)，從實際應(yīng)用去理解相對運(yùn)動這一概念。這里可以應(yīng)用疊加體模型進(jìn)行分析，讓學(xué)生更好地區(qū)分對地運(yùn)動和相對運(yùn)動。

2.4 ?優(yōu)化教學(xué)方式，克服教材知識的認(rèn)知局限

由漢語文字和物理符號一詞多義帶來的迷思，很大程度是學(xué)生學(xué)習(xí)方法的不成熟和思維能力的不足引起的。所以物理課堂應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生去理解文字的內(nèi)涵和提高學(xué)生的思維能力。

2.4.1 ?轉(zhuǎn)變教學(xué)模式，引導(dǎo)正確建構(gòu)物理知識

中國的教師在課堂上往往都直接對學(xué)生易錯易混點(diǎn)加以強(qiáng)調(diào)提醒，但其實效果并不理想。若等到學(xué)生出現(xiàn)錯誤，產(chǎn)生了思維碰撞后再進(jìn)行糾錯，學(xué)生的記憶會更深刻，理解也會更透徹。國外學(xué)者約瑟夫?qū)Σ煌母拍钷D(zhuǎn)變教學(xué)模式進(jìn)行分析后，得出了自己的四步教學(xué)模式。認(rèn)為要轉(zhuǎn)變迷思概念，要分四步進(jìn)行：（1）學(xué)生對概念的理解認(rèn)識；（2）發(fā)現(xiàn)錯誤后重新建構(gòu)；（3）建立新的理解認(rèn)識；（4）對新的理解認(rèn)識加以應(yīng)用驗證。教師不能一味用講理論、析概念、練真題的教學(xué)模式向?qū)W生傳授新知識，教師要合理適當(dāng)?shù)爻蔀閷W(xué)生的聽眾，傾聽并了解學(xué)生對物理現(xiàn)象的理解和想法，將學(xué)生現(xiàn)有的知識作為概念的增長點(diǎn)，通過實踐、探究、合作等方式來科學(xué)建構(gòu)物理知識。物理概念有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)性，這就要求物理概念的教學(xué)重在引導(dǎo)學(xué)生去準(zhǔn)確理解概念的內(nèi)涵，從而達(dá)到消除迷思概念的目的。[ 3 ]比如在學(xué)習(xí)自由落體運(yùn)動的概念時，引導(dǎo)學(xué)生從以下兩個方面對概念進(jìn)行剖析：（1）咬文嚼字，理解關(guān)鍵詞：有初速度為零和只受重力兩個關(guān)鍵詞。（2）詞語含義剖析：只受重力即不受除重力外的其他外力和忽略空氣阻力的影響。

2.4.2 ?采用合作學(xué)習(xí)，加深對知識的理解

從新課改的要求，以生為本是重要的教學(xué)階梯，突出學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中的獨(dú)立思考主體地位，倡導(dǎo)鼓勵學(xué)生積極主動地組團(tuán)參與自主學(xué)習(xí)探究，同時也提升學(xué)生分析解決問題和團(tuán)隊合作交流的能力。利用小組合作，讓學(xué)生之間進(jìn)行交流探討，出現(xiàn)思維碰撞，讓學(xué)生挖出迷思概念，其思維活動越激烈，錯誤概念暴露越多，認(rèn)知誤區(qū)就挖得越徹底，正確科學(xué)概念的建立越牢固。比如教師可以用小猴爬樹的例子，猴子抓住樹干豎直向上勻速爬動過程中，手受到的摩擦力方向如何呢？讓學(xué)生按小組進(jìn)行討論交流。有的觀點(diǎn)是“摩擦力方向豎直向下”。有另外觀點(diǎn)是“若摩擦力和重力方向均豎直向下，那就無法實現(xiàn)勻速運(yùn)動”。通過比較借鑒，學(xué)生可以從其他同學(xué)身上發(fā)現(xiàn)自己的分析誤區(qū)，從而實現(xiàn)迷思概念大范圍的轉(zhuǎn)變。小組合作，教師要起引導(dǎo)作用，圍繞本節(jié)課某個問題以解決問題為目的，以小組討論形式進(jìn)行。小組合作要起到好的效果，教師要根據(jù)學(xué)生已有的學(xué)情，來設(shè)計要討論的問題，利用實驗演示、材料等給學(xué)生搭好問題平臺。筆者教學(xué)實踐證明，采用小組合作教學(xué)策略，加強(qiáng)了學(xué)生思維活動，加劇了思維碰撞，加快了迷思概念的轉(zhuǎn)變。

2.4.3 ?運(yùn)用模型教學(xué)，培養(yǎng)邏輯思維能力

物理概念的學(xué)習(xí)目的不只是為了獲得幾個物理模型、記得一些公式，還要通過概念學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。若學(xué)生沒有自己體驗?zāi)Ｐ徒?gòu)，用死記結(jié)論和技巧來取代知識的形成過程，也就感受不到科學(xué)家們探究物理規(guī)律的艱辛。一旦學(xué)生覺得物理規(guī)律的獲取不是件難事，就難以培養(yǎng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木?。模型建?gòu)是物理中很重要的科學(xué)思維方法，教師應(yīng)充分利用模型突出重點(diǎn)，究其本質(zhì)屬性，培養(yǎng)學(xué)生思維邏輯能力，轉(zhuǎn)變學(xué)生思維誤區(qū)。比如質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、彈簧振子等理想化物理模型，自由落體運(yùn)動、平拋運(yùn)動、豎直上拋運(yùn)動等理想化物理過程。在物理模型建構(gòu)學(xué)習(xí)中，引導(dǎo)學(xué)生分析運(yùn)用了哪些物理思維方法，如極限法、微元法、類比法等。在模型建構(gòu)中滲透物理思維方法的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生轉(zhuǎn)變對物理概念理解的片面性，拋棄錯誤的迷思概念，形成科學(xué)概念。

真正的轉(zhuǎn)變是自我的轉(zhuǎn)變，是從內(nèi)心和頭腦深處對舊知識和錯誤觀念的消除，從而形成正確概念；被動轉(zhuǎn)變只是表面上的轉(zhuǎn)變，是僅對于教師所講一類題型或一種認(rèn)知的解釋，頭腦里還是排斥被動接受的知識，無法使知識融會貫通。這也是糾錯后過段時間學(xué)生又會出現(xiàn)原先犯過的錯誤、面對難度拔高的靈活題無從下手的原因。只有自主去尋找思維沖突的根本原因并不斷深挖探究，從根本上轉(zhuǎn)變迷思概念的理解，才會在頭腦深層意識里建立正確概念，從而能夠運(yùn)用自如。教師要引導(dǎo)學(xué)生化被動為主動學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)問題后通過學(xué)生間的探討和教師的幫助，促進(jìn)學(xué)生對正確科學(xué)概念的理解，經(jīng)過內(nèi)化后形成學(xué)生自我認(rèn)知的概念，實現(xiàn)迷思概念的轉(zhuǎn)變。因此自己尋求解決問題的辦法才是最有效的策略。

迷思概念的轉(zhuǎn)變并不是一節(jié)課或一次訓(xùn)練就可以實現(xiàn)的，也不只是用新的概念去覆蓋它就可以的，它應(yīng)該是個循序漸進(jìn)的過程。物理中的迷思概念要轉(zhuǎn)化為正確的物理概念，必須建立在學(xué)生對物理概念及其規(guī)律的正確理解基礎(chǔ)上。在物理教學(xué)中，教師要預(yù)先思考好學(xué)生會出現(xiàn)的迷思概念，有針對性地設(shè)計一些有效任務(wù)，利用合理的教學(xué)策略，給學(xué)生搭建平臺，幫助學(xué)生走出迷思概念的誤區(qū)，使教學(xué)成為最有效的“教學(xué)相長”。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 朱順民，許耀升.探究迷思概念成因，形成正確物理觀念[J]，中學(xué)物理，2020（6）：15-17.

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［3］ 趙柳，李春密.基于情境認(rèn)知促進(jìn)高中生科學(xué)推理能力提升的教學(xué)模式研究[J].物理教學(xué)，2020，42（2）：13-14.